鷹嘴豆營養發酵乳生產工藝及產品特性研究

陳夏菁 劉紅玉 黎雁澤 王穎, 2 王長遠, 2 姚 笛

(1. 黑龍江八一農墾大學食品學院，黑龍江 大慶 163319；2. 國家雜糧工程技術研究中心，黑龍江 大慶 163319)

鷹嘴豆是一種豆科植物，含有多種營養成分[1]，其脂肪含量較低，約為5%～6%，不飽和脂肪酸含量較豐富[2]。豐富的異黃酮等成分使鷹嘴豆具有一定的藥用價值[3]，如降血糖[4]、抗氧化[5]、延緩衰老[6]等。但鷹嘴豆適口性差、難消化的成分易引發脹氣等制約了其開發利用[7]。

乳酸菌發酵是一種有效解決上述問題的途徑，而且乳酸菌活菌及其代謝產物還能促進人體腸道有益菌群的生長[8-9]。此外，乳酸菌在生長代謝過程中不僅能夠有效降低豆乳中的豆腥味，還能產生醇香、清爽的酸奶香味，因此，相較于豆乳，發酵豆乳的風味品質具有更為廣泛的接受度。此外，乳酸菌還能利用鷹嘴豆中的碳源產酸，賦予發酵乳細膩的凝乳質地和酸甜滑潤的口感[10-11]。

試驗擬以鷹嘴豆和牛乳為原料，利用SL和LSB復配菌種分別制備鷹嘴豆發酵乳，結合感官評定對鷹嘴豆發酵乳的工藝條件進行優化，同時對產品的理化特性和營養成分進行分析，并確定產品的貨架期，以期開發出營養價值高且風味獨特的鷹嘴豆發酵乳產品。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料與試劑

鷹嘴豆、純牛奶、白砂糖：市售；

羧甲基纖維素鈉：食品級，河南萬邦實業有限公司；

葡萄糖、硫酸、氫氧化鈉、DNS等均為國產分析純。

1.1.2 儀器與設備

離心機：H1650-W型，長沙湘儀離心機儀器有限公司；

立式壓力滅菌器：LDZM-8KCS型，上海甲安醫療器械廠；

pH計：PHS-C型，上海儀電科學儀器股份有限公司；

全自動酸奶機：DX-199型，大熊電子有限公司；

紫外—可見光分光光度計：A360型，上海翱藝儀器有限公司；

電熱恒溫培養箱：DHG-9145A型，上海一恒科學儀器有限公司；

豆漿機：DJ12B-A11型，九陽股份有限公司；

均質機：GJB1000-25型，常州市均質機械有限公司；

流變儀：TC-650型，上海君翼儀器設備有限公司。

1.1.3 菌種

嗜熱鏈球菌(Streptococcusthermophilus)與保加利亞乳桿菌(Lactobacillusbulgaricus)混合菌種(SL)：分離自市售酸奶，按1∶1混合；

干酪乳桿菌(Lactobacilluscasei)與嗜熱鏈球菌和乳雙歧桿菌(Bifidobacteriumlactis)混合菌種(LSB)：按1∶1∶1混合，其中，干酪乳桿菌為黑龍江八一農墾大學食品生物技術實驗室保存，乳雙歧桿菌V9為內蒙古農業大學乳品生物技術與工程教育部重點實驗室饋贈。

1.1.4 培養基

(1) MRS培養基：按照MRS培養基說明書配方進行配制，121 ℃滅菌15 min。

(2) 脫脂乳：10 g脫脂乳粉加入100 mL蒸餾水中配制成10%脫脂乳，110 ℃滅菌15 min。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

(1) 鷹嘴豆豆漿的制備：

鷹嘴豆→挑選→稱量→泡豆→剝皮→煮豆(去豆腥味)→熱磨漿→過濾→豆漿

(2) 鷹嘴豆發酵乳的制備：

牛乳→滅菌(110 ℃，15 min)→按比例加入豆漿→加入白砂糖→混勻→加入穩定劑→混勻→接種→發酵→后熟(4 ℃冰箱，24 h)→成品→冷藏[12-13]

(3) 操作要點：挑選完好無損的、未發霉和無異味的鷹嘴豆，清洗后在清水中浸泡5 h后剝皮，蒸煮除掉豆腥味，以1∶20(g/mL)比例磨漿，3層紗布過濾，得到豆漿[14]。以SL混合菌種制備發酵乳的豆乳與牛乳比例為2∶1，以LSB混合菌種制備發酵乳的豆乳與牛乳比例為3∶1，混勻后加入6%白砂糖，攪拌溶解，再加入0.1%穩定劑，均質溶解，冷卻后為發酵底物[15-16]。

根據文獻[17]進行修改，取復配的SL和LSB菌種接種至10%脫脂乳中，37 ℃培養至凝乳，以5%接種量將混合菌種接入發酵底物中，42 ℃發酵8 h后，放入4 ℃冰箱進行后熟。

1.2.2 單因素試驗設計

(1) 接種量對產品感官特性的影響：鷹嘴豆浸泡5 h，42 ℃發酵8 h，以4%，5%，6%，7%，8%為接種量進行發酵。

(2) 發酵時間對產品感官特性的影響：鷹嘴豆浸泡5 h，SL和LSB接種量分別為6%，7%，42 ℃分別發酵7，8，9，10，11 h進行鷹嘴豆發酵乳的制備。

(3) 發酵溫度對產品感官特性的影響：鷹嘴豆浸泡5 h，SL和LSB接種量分別為6%，7%，發酵時間分別為8，10 h，在發酵溫度41，42，43，44，45 ℃下進行鷹嘴豆發酵乳的制備。

(4) 浸泡時間對產品感官特性的影響：SL和LSB接種量分別為6%，7%，發酵時間分別為8，10 h，發酵溫度分別為43，44 ℃，在浸泡時間3，4，5，6，7 h下進行鷹嘴豆發酵乳的制備。

1.2.3 正交試驗設計 在單因素試驗的基礎上，以接種量、發酵時間、發酵溫度和浸泡時間為變量，以感官評定為評價指標設計L9(34)正交試驗。

1.2.4 感官評定 參考酸奶感官評分標準[18]，并結合GB 19302—2010，根據產品的色澤、氣味和滋味、組織狀態設計評分標準，具體如表1所示。由黑龍江八一農墾大學食品學院的10名教師和學生進行評分，最終評分取平均值。

1.2.5 理化及流變特性測定

(1) pH值的測定：用pH計進行測定。

(2) 酸度值的測定：按GB/T 12456—90執行。

(3) 蛋白質的測定：按GB 5009.5—2016執行。

(4) 脂肪的測定：按GB 5009.6—2016執行。

(6) 鈉的測定：按GB/T 5009.91—2017執行。

(7) 氨基酸的測定：按GB 5009.124—2016執行。

(8) 灰分的測定：按GB 5009.5—2010執行。

表1 感官評定評分表

(9) 還原糖的測定：按GB/T 5009.7—2008執行。

(10) 水分的測定：按GB/T 5009.3—2016執行。

(11) 灰分測定：按GB/T 5009.4—2016執行。

(12) 流變特性的測定：根據文獻[19]，修改如下，利用流變儀進行產品黏度和剪切率的測定，測試溫度4 ℃，利用0.1～10.0 Hz頻率進行掃描，剪切速率先從0增大到100 s-1，再從100 s-1減小到0。

1.2.6 產品貯存貨架期的確定 測定產品發酵成熟后7，14，21，28 d內的pH值、菌落總數和大腸菌群，菌落總數按GB 4789.2—2016執行，大腸菌群按GB 4789. 3—2016執行，結合各指標的變化情況分析確定產品的貨架期。

1.3 數據處理

正交試驗利用SPSS 22.0進行極差分析。

2 結果與分析

2.1 發酵工藝條件的確定

根據單因素分析結果取最優取值范圍，選取3個水平進行正交試驗，因素水平表如表2所示，極差分析結果如表3、4所示。

由表3可知，影響SL發酵乳感官評分的主次因素為A>D>C>B，最優發酵組合為A1B1C1D2，用最佳組合進行驗證實驗(n=3)，得到的鷹嘴豆發酵乳感官評分為92，其口感最好，即浸泡時間5 h，接種量6%，發酵溫度43 ℃，發酵時間8 h為最佳優化工藝。

由表4可知，影響LSB發酵乳的主次因素為D>B>C>A，最佳發酵組合為A2B2C3D2，經驗證實驗(n=3)得到最佳發酵組合的評分為95，即浸泡時間5 h，接種量7%，發酵溫度44 ℃，發酵時間10 h為最佳發酵條件。

表2 因素水平表

表3 SL正交試驗極差分析結果

表4 LSB正交試驗極差分析結果

2.2 流變特性分析

由圖1可知，以SL為菌種的發酵乳黏度值比SLB略高，兩種產品的黏度隨時間延長逐漸趨于穩定，無明顯差異；隨著剪切率的變化短時間內黏度未發生較大變化，說明產品的黏度性質比較穩定。

2.3 理化指標分析

由表5可知，SL、LSB菌種發酵乳的蛋白質、脂肪和鈉的含量相差不大，與兩種產品的原料一致有關，而LSB組的酸度和幾種氨基酸含量高于SL組，說明不同菌種代謝相同原料過程中產生的有機酸及游離氨基酸的類型和含量不同，同時，LSB組的感官評分高于SL組，說明產品的理化性質與感官評分具有一定的相關性。

2.4 貯存期pH及微生物指標分析

由圖2、3可知，兩種產品的pH值隨貯藏期的延長逐漸降低，說明產品的酸度越來越高；活菌數隨貯藏期的延長逐漸減少，但活菌數仍符合GB 19302-2010標準(≥106CFU/mL)。大腸菌群結果顯示，7，14，21 d的MPN值為0 MPN/mL，而28 d的MPN值為3 MPN/mL，說明28 d時出現了大腸菌群的污染，且產品色澤和口感有改變。因此，產品的有效保質期應為4 ℃下21 d。

圖1 流變特性分析

表5 產品的理化指標結果

圖2 貯藏期28 d內菌落數變化

圖3 貯藏期28 d內pH值變化

3 結論

試驗以發酵乳常用的嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌(SL)為菌種，同時以干酪乳桿菌、嗜熱鏈球菌和乳雙歧桿菌(LSB)為復配菌種進行鷹嘴豆乳的發酵并確定最佳發酵工藝，研究結果表明，菌種的接種量、發酵溫度、發酵時間以及浸泡時間對產品的感官評定均有一定程度的影響。通過對鷹嘴豆發酵乳的各項指標檢測結果進行分析，以LSB菌種發酵的鷹嘴豆乳相較于SL菌種發酵的營養更加豐富，感官評分更高。在傅櫻花[20]研究基礎上，探討了多個因素對產品品質的影響，同時檢測了多個指標以確定產品特性，獲得了感官評分更高、各方面特性良好的鷹嘴豆發酵乳。試驗在多個菌種復配的選擇和比較方面仍有不足，需進一步探討菌種對鷹嘴豆乳發酵的影響。